人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用

李銘耀

隨著時代的不斷發(fā)展，人們在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的探究也不斷進(jìn)步。人們不斷的去探索，發(fā)現(xiàn)了更多的疾病，同時也研究出了各種各樣的方式去治療疾病。而目前受人矚目的人工智能的飛速發(fā)展，讓醫(yī)療有了創(chuàng)造性的進(jìn)步。

1 人工智能的概述

1.1 人工智能的簡述

關(guān)于人工智能的定義，顧名思義分為人工和智能兩個部分。人工的意思比較容易理解，也沒有太多的爭議性。有時我們會思考到人類能力范圍內(nèi)可以研究出 什么東西，亦或是憑借人類的智慧是否可以創(chuàng)造出人工智能這種高級智慧。但從總體來說，人工系統(tǒng)是指人類加工改造的自然系統(tǒng)或人類借助系統(tǒng)創(chuàng)造出的新系統(tǒng)。

1.2 人工智能的應(yīng)用

人工智能應(yīng)用的范圍很廣，現(xiàn)在幾乎各行各業(yè)多多少少都會涉及到。在金融行業(yè)人工智能可以進(jìn)行金融投資和管理理財；在醫(yī)療領(lǐng)域人工智能可以來做臨床診斷并幫助分析醫(yī)學(xué)圖像；在運(yùn)輸方面比如汽車的變速箱已經(jīng)融入人工智能的控制器；在運(yùn)城通訊方面人工智能正應(yīng)用于管理勞動力的機(jī)器。人工智能具有廣泛的影響力，其作為計算機(jī)學(xué)科的其中一個分支，自20世紀(jì)70年代以來就被稱為世界三大尖端技術(shù)之一，同時也被認(rèn)為是21世紀(jì)三大尖端技術(shù)之一。隨著近些年來科技的飛速發(fā)展，人工智能行業(yè)也逐漸步入成熟期，在不同的行業(yè)領(lǐng)域也都能找到人工智能的影子，并取得了各種矚目的成績。人工智能行業(yè)逐步的做大做強(qiáng)，已經(jīng)有能力脫離計算機(jī)行業(yè)而成為一個獨(dú)立的新行業(yè)。

1.3 人工智能的特點(diǎn)

人工智能的一大特點(diǎn)就是涉及到了多種學(xué)科，如計算心理學(xué)、機(jī)器學(xué)、哲學(xué)和語言學(xué)等，不僅僅局限于單一學(xué)科[1]。哲學(xué)可以讓機(jī)器了解道德倫理，不會違背甚至傷害人類；語言學(xué)則可以讓世界各地的人都可以無障礙的使用人工智能；心理學(xué)可以讓機(jī)器掌握優(yōu)先原理，更好的服務(wù)人類，因此可以說人工智能幾乎涉及到了自然科學(xué)和社會科學(xué)的大部分學(xué)科。

1.4 人工智能的趨向

在2018年世界人工智能大會上，有專家討論了人工智能未來的三大趨向。

第一個趨向是人工智能可能與仿生科學(xué)相結(jié)合，俗話說動物是人類最好的老師，人類的很多發(fā)明是從動物身上得到的靈感，比如根據(jù)蝙蝠的回聲定位發(fā)明了雷達(dá)，根據(jù)鳥的飛行發(fā)明出了飛機(jī)等等，都要比人類的認(rèn)知能力強(qiáng)很多，目前仿生領(lǐng)域的人工智能剛剛起步，還有很大的發(fā)展的空間。

第二個趨向是人工智能將進(jìn)入市場，人工智能從單一的智能產(chǎn)品，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到融入多種智能的產(chǎn)品，相當(dāng)于現(xiàn)在一件產(chǎn)品的作用遠(yuǎn)大于過去很多產(chǎn)品結(jié)合的作用，綜合能力更強(qiáng)，慢慢的取代了落后的產(chǎn)品。

第三個趨向是人工智能發(fā)展的水平，取決于設(shè)計與服務(wù)，設(shè)計指的是戰(zhàn)略性布局，性能組合等，能夠?qū)崿F(xiàn)核心自主的技術(shù)，而不是只能受限于人類的控制；服務(wù)指的是對用戶的量身定做，要能夠適應(yīng)不同的用戶。目前我國創(chuàng)造人工智能的能力很強(qiáng)，但應(yīng)在微小細(xì)節(jié)多下功夫，提高人工智能的軟實(shí)力。

2 人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 依靠計算機(jī)視覺技術(shù)對醫(yī)療影像進(jìn)行診斷

計算機(jī)視覺技術(shù)是可以對圖片、影像進(jìn)行識別并從中提取重要信息的技術(shù)。利用這個技術(shù)原理[2]，人工智能可以掃描醫(yī)療影像，幫助醫(yī)生快速的獲取信息。醫(yī)療影像是醫(yī)療數(shù)據(jù)重要組成的部分，人工智能可以快速準(zhǔn)確的將掃描出的特異性結(jié)構(gòu)標(biāo)記出來，使放射科的醫(yī)生分析時更高效、方便。提高圖像分析效率的另一個好處，是可以為醫(yī)生讓節(jié)省出更多的時間，把大部分精力集中到更復(fù)雜的問題上面，從而有效的緩解了放射科醫(yī)生供給不足，任務(wù)時間不充裕等問題。

2.2 人工智能幫助新藥物研發(fā)

過去十幾年來，我國醫(yī)藥行業(yè)因?qū)掖蝿?chuàng)新藥物研發(fā)而獲得大量的利益，但目前我國新藥物的研發(fā)面臨時間不充足、技術(shù)不完善的問題。而人工智能的普及，使得制藥的流程不再那么復(fù)雜，大大提高了制藥的速率，并一定程度上使成本最低化。

人工智能幫助藥物研發(fā)集中體現(xiàn)在臨床之前和臨床研究兩個方面。在臨床前使AI深度學(xué)習(xí)，從而提高選擇藥物的效率并改善其構(gòu)架關(guān)系；再根據(jù)臨床患者的數(shù)據(jù)，就可以快速匹配到相應(yīng)的病人。例如癌癥一直是令人類困擾的問題，目前設(shè)想的解決方法是在癌細(xì)胞分裂期間，用特殊的藥物抑制紡錘絲的形成，從而抑制住癌細(xì)胞的分裂。雖然聽起來簡單但操作起來卻不容易，如果有了AI的幫助，則會研發(fā)出更簡單更有效的藥物去幫助病人[3]。

2.3 人工智能在醫(yī)療機(jī)器人方面的應(yīng)用

人工智能的另一個應(yīng)用方向就是機(jī)器人，比如我們熟知的阿爾法狗等等，同時智能機(jī)器人在醫(yī)學(xué)上也起到了很大的作用。醫(yī)學(xué)機(jī)器人可以參照計算機(jī)視覺技術(shù)而對醫(yī)療影像進(jìn)行診斷，這樣的醫(yī)用機(jī)器人分為很多種類，根據(jù)不同的用途，可將其分為臨床醫(yī)用機(jī)器人、醫(yī)用教學(xué)機(jī)器人、護(hù)理機(jī)器人等[4]。在這個科技飛速發(fā)展的時代，機(jī)器人已被越來越多的家庭、工廠所青睞，我國醫(yī)療領(lǐng)域的機(jī)器人也逐漸的被認(rèn)可，開始應(yīng)用于大部分的手術(shù)中。正常的手術(shù)會持續(xù)很長的時間，而醫(yī)生也需要長時間處于高度緊張的狀態(tài)，在這種狀態(tài)下就可能會出現(xiàn)失誤。手術(shù)機(jī)器人則有一個穩(wěn)重的底盤，不管多長時間都會進(jìn)行精準(zhǔn)的操作。手術(shù)機(jī)器人的視野比人類更加開闊，手術(shù)操作也比人類精準(zhǔn)，這樣有利于患者的傷口愈合，同時減小了創(chuàng)傷面和失血量，并有效的緩解了患者的疼痛。

3 人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的不足及改進(jìn)方法

3.1 人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的不足

雖然人工智能讓醫(yī)療變得更加精準(zhǔn)，但也存在著一些不足。首先，人類可以憑借一次一次的手術(shù)積累實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，而AI只能服從被設(shè)計好的程序，所以說人類在醫(yī)療上具有機(jī)器無法取代的自身優(yōu)勢。其次，醫(yī)學(xué)不同于其他的領(lǐng)域，難免會存在許多爭議的內(nèi)容，這些爭議本身就沒有具體的標(biāo)準(zhǔn)，所以AI更不可能給出確切的結(jié)論。

醫(yī)學(xué)本身的特點(diǎn)，不存在完全規(guī)范性的醫(yī)治，只是類似于行為的說明書，即使是遵循說明的治療方案也有缺陷。數(shù)據(jù)的得出往往需要大量的臨床試驗(yàn)，一般而言選擇的病例都不包含未達(dá)標(biāo)的患者，這樣也就意味著數(shù)據(jù)的選擇具有相對確定性，并不是所有的患者都適用于這個方案。所以說對于涉及到重復(fù)性、規(guī)范性、的診斷內(nèi)容，可以被AI取代，從而極大的提高診斷效率。

3.2 改進(jìn)方法

針對以上的不足，在為人工智能編程時不僅要輸入相關(guān)的醫(yī)療知識，更要多方面的去考慮。對于有爭議的內(nèi)容，則需要參考大量的相關(guān)數(shù)據(jù)，從中提取并總結(jié)共同點(diǎn)，在共同點(diǎn)當(dāng)中尋找最有代表性的案例，從而盡量減少誤差范圍。在選擇病例的時候，要進(jìn)行隨機(jī)抽樣調(diào)查的方法，保證每一種特殊情況都能照顧到，這樣人工智能就可以輕松診斷特殊的患者[5]。

4 人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的前景與展望

從總體上說，AI技術(shù)呈現(xiàn)逐步上升的趨勢，但其還有諸多功能仍需完善。比如目前的人工智能只是處于初步發(fā)展的階段，聯(lián)絡(luò)溝通等功能并不具備，因此現(xiàn)在的人工智能更多地應(yīng)用于輔助領(lǐng)域，而非對患者進(jìn)行深度了解，所以說人工智能在其他領(lǐng)域仍需繼續(xù)完善[6]。在未來，人工智能將在醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)揮其重要作用，將改進(jìn)醫(yī)療手段甚至創(chuàng)新醫(yī)療模式，推動醫(yī)學(xué)發(fā)展，同時也必將對醫(yī)生行業(yè)的未來產(chǎn)生影響。目前，人工智能已經(jīng)走過了初步探索的階段，現(xiàn)在需要的是努力完善、精細(xì)處理的新階段。我相信人工智能的日臻完善一定會讓醫(yī)療更加的方便和精準(zhǔn)。將人工智能與醫(yī)療完美的結(jié)合在一起，必將會讓患者不再忍受疾病的煎熬，也一定會讓我們的生活變得更加美好。